掺合料比例优化对钢管混凝土柱承载力提升研究

"郭东明，李妍妍，亢鑫超，等．掺合料对钢管混凝土柱承载性能的影响［J］．河南理工大学学报(自然科学版)，2019，38(2):122-128．doi:10．16186/j．cnki．1673-9787．2019．2．19" 本文主要探讨了在钢管混凝土柱中添加掺合料如何改善其承载性能，以增强巷道底角大直径钻孔钢管混凝土联排桩基的稳定性。研究人员郭东明、李妍妍、亢鑫超等人通过正交试验方法，研究了三种不同的掺合料——超细粉煤灰、硅粉和钢纤维对钢管混凝土柱性能的影响。 首先，超细粉煤灰是一种常用的混凝土掺合料，它可以改善混凝土的微观结构，提高其工作性和耐久性。在本研究中，20%的超细粉煤灰掺量被发现可以显著提升混凝土的强度。 其次，硅粉是另一种常见的高性能混凝土添加剂，它能填充混凝土的微孔隙，增强颗粒间的粘结力，从而提高整体强度。在试验中，10%的硅粉掺量有助于进一步提升混凝土的强度和密实度。 最后，钢纤维的引入是为了增强混凝土的抗拉和抗裂性能。1%的钢纤维掺量能在混凝土内部形成一种有效的纤维网状结构，当受到外力时，能够分散应力，延缓裂缝的扩展，提高结构的韧性。 通过正交试验，作者进行了极差分析、方差分析和综合分析，以确定最佳的掺合料组合。结果显示，这三种掺合料的协同作用最能提升核心混凝土的强度。在特定的掺量比例下（超细粉煤灰20%，硅粉10%，钢纤维1%），核心混凝土的强度达到最高。 为了验证实验结果，研究团队还利用ANSYS软件进行了数值模拟。ANSYS是一款广泛应用于结构分析的工程软件，能够准确模拟材料在受力状态下的行为。通过数值模拟，他们证实了掺入上述掺合料后，钢管混凝土柱的承载性能确实有了显著的提升。 论文的关键词包括掺合料、正交试验、钢管混凝土柱和承载性能，这些关键词揭示了研究的核心内容和所应用的方法。根据中图分类号，本文属于工程技术领域的"土木工程"类，具体为" TU398．9"。文献标志码"A"表示该文具有较高的学术价值，而文章编号则提供了文献的唯一标识。 这项研究通过科学实验和数值模拟，展示了掺合料如何通过优化混凝土的物理性能，提高钢管混凝土柱的承载能力，这对于巷道底角大直径钻孔桩基的稳定性和安全性具有重要的实践意义。